目录 1
1 绪论 1
1.1 机器人动力学的特点 1
1.2 机器人动力学的研究方法 2
1.3 数学工具和力学原理 3
1.4 机器人动力学的研究动向 3
2 牛顿—欧拉方程法 5
2.1 牛顿—欧拉方程 5
2.2 坐标系统和连杆参数及广义坐标 8
2.3 坐标变换 9
2.4 机构构形 10
2.6 作用力和力矩 11
2.5 运动关系 11
2.7 迭代算法 13
3 拉格朗日方程法 15
3.1 拉格朗日方程 15
3.2 齐次坐标在刚体力学中的应用 15
3.3 动能 17
3.4 位能 19
3.5 4×4矩阵形式的动力学方程 20
3.6 3×3矩阵形式的动力学方程 22
4 高斯最小拘束原理法 29
4.1 高斯原理 29
4.2 速度矩阵和加速度矩阵及对加速度的约束条件 31
4.3 力矩阵 36
4.4 驱动元件和传动元件的惯性 41
4.5 动力学与数学规划 46
4.6 闭式动力学方程 48
4.7 有效惯量和耦合惯量及重力项的简化 50
5 凯恩方程法 55
5.1 广义速率和偏速度及偏角速度 55
5.2 凯恩动力学方程 58
5.3 广义主动力 58
5.4 广义惯性力 60
5.5 应用凯恩方法建立机器人机构的动力学方程 61
6 机器人机构的动力学模拟 69
6.1 动力学模拟的拉格朗日乘子法 69
6.2 操作运动的模拟 85
6.3 其他动力学特性参数的计算 94
6.4 控制综合及完整的动力学模型 96
7 静力分析 102
7.1 与作用力等效的广义力 102
7.2 与操作力等效的广义力 105
7.3 静力分析举例 109
8 含弹性构件的机器人动力学 115
8.1 机器人系统的弹性问题 115
8.2 单弹性臂机构的建模 116
8.3 考虑构件弹性的仿真计算 128
附录 139
附录 A 习题 139
附录 B 上海Ⅲ号机器人的动力学设计和典型操作任务 141
附录 C 上海Ⅰ号机器人机构动力学方程及动力学分析 149
参考文献 160